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课时小练19　沉淀溶解平衡原理及其应用
夯实基础
1 将足量的BaCO3粉末分别加入下列溶液中，充分溶解至溶液饱和。各溶液中Ba2+的浓度最小的为(　　)
A. 10 mL 0.2 mol/L Na2CO3溶液
B. 40 mL水
C. 50 mL 0.01 mol/L 氯化钡溶液
D. 100 mL 0.01 mol/L盐酸
2 下列有关说法正确的是(　　)
A. 在AgCl的沉淀溶解平衡体系中，加入蒸馏水，Ksp(AgCl)增大
B. 在CaCO3的沉淀溶解平衡体系中，加入稀盐酸，平衡不移动
C. 可直接根据Ksp的数值大小比较难溶物在水中的溶解度大小
D. 25 ℃时，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，向AgCl的悬浊液中加入KI固体，有黄色沉淀生成
3 [北京通州期末]某种盐M2CrO4(s)一定温度下在水中的溶解度为0.032 g/L。比较该盐在0.05 mol/L的MNO3溶液中的溶解度与相同温度下在水中的溶解度，下列叙述正确的是(　　)
A. 在MNO3溶液中溶解度更高，因为MNO3的摩尔质量比M2CrO4的小
B. 在MNO3溶液中溶解度更低，因为溶液中已经含有M＋
C. 溶解度相同，因为M＋的物质的量浓度都是CrO的2倍
D. 溶解度相同，因为Ksp只受温度影响
4 已知Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(AgBr)＝7.8×10-13。现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量AgNO3浓溶液，发生的反应为(　　)
A. 只有AgBr沉淀
B. AgCl和AgBr沉淀等量生成
C. AgCl和AgBr沉淀都有，以AgCl沉淀为主
D. AgCl和AgBr沉淀都有，以AgBr沉淀为主
5 [南通期中]某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量稀盐酸，下列说法正确的是(　　)
A. AgCl的溶解度、Ksp均减小
B. AgCl的溶解度、Ksp均不变
C. AgCl的溶解度减小、Ksp不变
D. AgCl的溶解度不变、Ksp减小
6 向AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成。经查资料得知：Ag＋＋2NH3·H2O Ag(NH3)＋2H2O，平衡常数记为K[Ag(NH3)]，下列有关分析不正确的是(　　)
A. 浊液中存在溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
B. 实验表明实验室可用氨水洗涤附着有银的试管
C. 由实验可以判断，NH3结合Ag＋的能力比Cl－强
D. 由资料信息可推知，加浓硝酸后生成的沉淀为AgCl
7 [镇江句容中学学情调研]向10.00 mL 0.50 mol/L NaHCO3溶液中滴加不同浓度的CaCl2溶液，观察到明显产生浑浊时，停止滴加；再取少量所得浑浊液加热，记录实验现象。下列说法错误的是(　　)
序号 c(CaCl2)/(mol/L) 滴加溶液时的实验现象 加热浑浊液时的实验现象
① 0.05 至1.32 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有较多气泡生成
② 0.005 至15.60 mL时产生明显浑浊，但无气泡产生 有少量气泡生成
③ 0.0005 至20 mL未见浑浊
A. 未加热前①和②中发生了反应：2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋H2CO3
B. ①中产生浑浊的原因是c(Ca2+)·c(CO)>Ksp(CaCO3)
C. 向上述NaHCO3溶液中加入足量0.5 mol/L CaCl2溶液，可能同时产生浑浊和气泡
D. 加热浊液产生气泡主要是因为CaCO3受热分解产生了更多的CO2
8 关于溶解平衡：Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH－(aq)，下列说法正确的是(　　)
A. 加入固体Mg(OH)2，可以增大氢氧化镁饱和溶液中镁离子的浓度
B. 溶度积常数表示式：Ksp＝c(Mg2+)·c2 (OH－)
C. 加入NaOH浓溶液，可以增加Mg(OH)2的溶解量
D. 升高温度，不会影响溶解平衡
9 25 ℃时，已知下列三种金属硫化物的溶度积常数(Ksp)分别为Ksp(FeS)＝6.3×10-18，Ksp(CuS)＝1.3×10-36，Ksp(ZnS)＝1.6×10-24。下列关于常温时的有关叙述正确的是(　　)
A. 硫化锌、硫化铜、硫化亚铁的溶解度依次增大
B. 将足量的ZnSO4晶体加入0.1 mol/L的Na2S溶液中，Zn2+的浓度最大只能达到1.6×10-23 mol/L
C. 除去工业废水中含有的Cu2+，可采用FeS固体作为沉淀剂
D. 向饱和的FeS溶液中加入FeSO4溶液后，混合液中c(Fe2+)变大、c(S2-)变小，但Ksp(FeS) 变大
提升素养
10 [徐州期末]常温下，有关物质的溶度积如表所示，下列说法不正确的是(　　)
物质 CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3
Ksp 4.96×10-9 6.82×10-6 4.68×10-6 5.60×10-12 2.80×10-39
A. 常温下，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
B. 常温下，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好
C. 向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2+)∶c(Fe3+)＝2.0×1021
D. 将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中，刚好达到饱和[c(Ca2+)＝1.0×10-2 mol/L]，若保持温度不变，向其中加入100 mL 0.012 mol/L的NaOH，则该溶液变为不饱和溶液
11 [连云港期末]室温下，用饱和Na2CO3溶液浸泡BaSO4粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加入盐酸，产生气泡。已知Ksp(BaSO4)＝1.1×10-10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10-9。下列说法正确的是(　　)
A. Na2CO3饱和溶液中存在：c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋c(H2CO3)
B. 反应BaSO4(s)＋CO(aq) BaCO3(s)＋SO(aq)正向进行，需满足<
C. 过滤后所得的滤液中一定存在：c(Ba2+)＝，且c(SO)>c(CO)
D. 滤渣中加入盐酸发生反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
12 [南通三模]已知室温下，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10-36，Ksp[Ni(OH)2]＝2×10-15，Ka(HClO)＝3×10-8。用含少量Fe3+的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的过程如下。下列说法正确的是(　　)
A. 0.1 mol/L Na2CO3溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝0.1 mol/L＋c(H2CO3)
B. pH＝11的NaClO溶液中：c(HClO)>c(ClO－)
C. “调pH”得到的上层清液中：>10-28
D. “氧化”时主要发生反应：2ClO－＋2Ni2+＋2OH－===2NiOOH↓＋Cl2↑＋H2O
13 [常州期中]实验小组以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl－、Br－水样。已知：①相同条件下，AgCl溶解度大于AgBr；Ag2CrO4为砖红色沉淀。②25 ℃时，pKa1(H2CrO4)＝0.7，pKa2(H2CrO4)＝6.5。③25 ℃时，AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中横坐标pAg＝－lgc(Ag＋)、纵坐标pX＝－lgc(Xn－)，Xn－代表Cl－、Br－或CrO。下列说法不正确的是(　　)
A. 曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线
B. 反应Ag2CrO4＋H＋ 2Ag＋＋HCrO的平衡常数K＝10-5.2
C. 滴定Cl－时，理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-5.0 mol/L
D. 滴定Br－接近终点时，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁对实验结果不会产生影响
14 (1) [南京六校联合体月考]将三颈烧瓶中的混合物过滤测得滤液中c(Mn2+)＝1.0 mol/L，还含有Fe3+和Al3+，欲使Fe3+、Al3+均转化为沉淀除去，需控制pH的范围为________{已知：常温下，Ksp[Al(OH)3]＝10-32.9、Ksp[Fe(OH)3]＝10-37.4、Ksp[Mn(OH)2]＝10-12.8。当溶液中金属离子的浓度小于1×10-5 mol/L时认为沉淀完全}。
(2) [南通海安中学月考]已知：Ksp[Cr(OH)3]＝1×10-32，Cr2O＋H2O 2CrO＋2H＋。选择Na2S2O5(在酸性条件下分解为HSO、SO)或Na2SO3处理含铬(Ⅵ)废水，其工艺流程如图。室温下，加入石灰乳调节pH，当 c(Cr3+)<1×10-5 mol/L时，pH>________。
(3) [南京五校联盟期中]Zn、Fe及其化合物在生产、生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO和CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如图。若净化后的溶液中c(Cu2+)＝1×10-12 mol/L，则净化后溶液中c(Zn2+)＝________mol/L[已知：室温下Ksp(ZnS)＝1.6×10-24，Ksp(CuS)＝6.4×10-36]。
(4) [连云港期中]实验室利用重晶石废料(主要成分为BaSO4、Fe2O3等)制备BaCO3。制备粗BaCO3。制备流程如图。常温下，向重晶石废料中加入饱和Na2CO3(浓度为1.5 mol/L)溶液充分浸泡。已知：Ksp(BaSO4)＝1.0×10-10、Ksp(BaCO3)＝5.0×10-9。浸泡后溶液中SO浓度最高为________mol/L。
(5) [淮安开学考试]已知：当某离子的浓度低于1.0×10-5 mol/L时，可忽略该离子的存在；体系中，存在：[Ag(SO3)2]3-＋SO [Ag(SO3)3]5-平衡，且[Ag(SO3)2]3-和[Ag(SO3)3]5-浓度之和为 0.075 mol/L，两种离子分布分数δ随SO浓度的变化关系如图所示，若SO浓度为1 mol/L，则c{[Ag(SO3)3]5-}＝________mol/L。
(6) [南京一中、金陵中学、南通海安中学期中联考]已知：Ksp(NH4VO3)＝3.0×10-8，向 10 mL 0.2 mol/L KVO3溶液中加入等体积的NH4Cl溶液(忽略混合过程中的体积变化)，欲使VO沉淀完全，NH4Cl溶液最小浓度为________mol/L(保留三位有效数字，溶液中某离子浓度<1×10-5 mol/L时，认为该离子沉淀完全)。
课时小练19　沉淀溶解平衡原理及其应用
1. A　2. D
3. B　在MNO3溶液中含M＋，M＋浓度增大使沉淀溶解平衡M2CrO4(s) 2M＋ (aq)＋CrO (aq)左移，因此溶解度比纯水中更低，A错误，B正确；M2CrO4(s)溶解度随溶液中M＋、CrO的浓度变化，只有在纯水中M＋的物质的量浓度是CrO的2倍，C错误；虽然 Ksp(M2CrO4)＝c2 (M＋) ·c(CrO)只受温度影响，但M2CrO4(s)溶解度随溶液中M＋、CrO的浓度变化而变化，D错误。
4. C　在AgCl和AgBr两饱和溶液中，由Ksp(AgCl)＝1.8×10-10、Ksp(AgBr)＝7.8×10-13可知，前者c(Ag＋)大于后者c(Ag＋)，c(Cl－)＞c(Br－)，将AgCl、AgBr两饱和溶液等体积混合，再加入足量的AgNO3浓溶液时，n(Cl－)>n(Br－)，则生成的AgCl沉淀比AgBr多。
5. C　在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，当加入少量稀盐酸时，c(Cl－)增大，平衡逆向移动，c(Ag＋)减小，溶解的氯化银质量减小，AgCl的溶解度减小；AgCl的Ksp只受温度影响，温度不变，AgCl的Ksp不变。
6. B　AgCl是难溶电解质，在浊液中存在溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，A正确；Ag＋与NH3·H2O反应生成Ag(NH3)，但单质银与NH3·H2O不能反应，可用稀硝酸洗涤附着有银的试管，B错误；AgCl浊液中滴加氨水后可得到澄清溶液，生成Ag(NH3)，说明NH3结合Ag＋的能力比Cl－强，C正确；加浓硝酸后，NH3·H2O与H＋反应生成NH，使平衡Ag＋＋2NH3·H2O Ag(NH3)＋2H2O逆向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋再与Cl－结合生成AgCl沉淀，D正确。
7. D　向10.00 mL 0.50 mol/L NaHCO3溶液中滴加不同浓度的CaCl2溶液，CaCl2溶液浓度较大时，观察到明显产生浑浊时，没有气泡产生，发生反应2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋H2CO3，生成的沉淀是CaCO3，加热后生成的气体为CO2。未加热前①和②不放出CO2，说明碳酸没有达到饱和，加热后碳酸分解放出CO2，所以未加热前①和②中发生反应：2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋H2CO3，A正确；①中能产生CaCO3沉淀，说明①中Q＝c(Ca2+)·c(CO)＞Ksp(CaCO3)，B正确；实验中是否产生浑浊和气泡与加入的CaCl2溶液的浓度和体积有关，所以向上述NaHCO3溶液中加入足量0.5 mol/L CaCl2溶液，可能同时产生浑浊和气泡，C正确；加热前①和②中发生反应：2HCO＋Ca2+===CaCO3↓＋H2CO3，CaCO3在溶液中受热不易分解，加热浑浊液产生气泡主要是因为H2CO3受热分解产生了CO2，D错误。
8. B　氢氧化镁饱和溶液中加入氢氧化镁固体，溶解平衡不移动，溶液中c(Mg2+)不变，A错误；由溶度积的概念可知，氢氧化镁的溶度积表达式为Ksp＝c(Mg2+)·c2 (OH－)，B正确；加入NaOH浓溶液，溶液中c(OH－)增大，溶解平衡左移，氢氧化镁的溶解量减小，C错误；升高温度，氢氧化镁的溶解度增大，平衡右移，D错误。
　外界条件改变对沉淀溶解平衡的影响
①温度：绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动(加热促进溶解)，同时Ksp增大，溶解度S增大。
②浓度：加水稀释，沉淀溶解平衡向溶解的方向移动(溶解的溶解质增多)，但Ksp不变，溶解度S不变。
③同离子：加入与难溶电解质构成中相同的离子，平衡向生成沉淀方向移动，但Ksp不变，溶解度S减小。
④其他：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子，使平衡向溶解的方向移动，但Ksp不变，溶解度S增大。
如：CaCO3中加入稀盐酸，盐酸电离出来的H＋与CO结合，CO浓度减小，使平衡向右移动。
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)＋2OH－(aq)
条件改变 移动方向 c(Mg2+) c(OH－)
加水 正向移动 不变 不变
升温 正向移动 增大 增大
加MgCl2(s) 逆向移动 增大 减小
加盐酸 正向移动 增大 减小
加NaOH(s) 逆向移动 减小 增大
9. C　由于Ksp(FeS)＝6.3×10-18，Ksp(CuS)＝1.3×10-36，Ksp(ZnS)＝1.6×10-24，组成和结构相似的物质，溶度积越大，溶解度越大，所以溶解度CuS10. B　MgCO3是微溶物，Mg(OH)2是难溶物，除去NaCl溶液中的MgCl2杂质，选用NaOH溶液比Na2CO3溶液效果好，A正确；Ca(OH)2是微溶物，CaCO3是难溶物，除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，选用Na2CO3溶液比NaOH溶液效果好，B错误；当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，即c(OH－)＝10-6 mol/L，c(Mg2+)＝＝＝5.60(mol/L)，c(Fe3+)＝＝＝2.80×10-21(mol/L)，所以c(Mg2+)∶c(Fe3+)＝5.60∶(2.80×10-21)＝2.0×1021，C正确；将适量的Ca(OH)2固体溶于100 mL水中，刚好达到饱和，c(Ca2+)＝1.0×10-2 mol/L，c(OH－)＝＝2.163×10-2(mol/L)，若保持温度不变，向其中加入100 mL 0.012 mol/L 的NaOH，混合后，c(Ca2+)＝5×10-3 mol/L，c(OH－)＝＝0.016 815(mol/L)，此时Ca(OH)2的离子积Q＝c(Ca2+)·c2(OH－)＝5×10-3×0.016 8152＝1.4×10-6＜Ksp[Ca(OH)2]，则该溶液变为不饱和溶液，D正确。
11. B　碳酸钠饱和溶液中存在的质子守恒关系为c(OH－)＝c(H＋)＋c(HCO)＋2c(H2CO3)，A错误；反应BaSO4(s)＋CO(aq) BaCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝＝＝＝，当浓度商Q＝<＝K时，平衡向正反应方向移动，B正确；过滤后所得的滤液中＝＝＝＜1，则溶液中c(SO)＜c(CO)，C错误；滤渣中加入盐酸发生的反应为碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，反应的离子方程式为BaCO3＋2H＋===Ba2+＋CO2↑＋H2O，D错误。
12. C　用含少量Fe3+的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的流程：加入Na2CO3溶液调pH，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，Ni2+不沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀得到含Ni2+的滤液，碱性条件下加入NaClO溶液，氧化Ni2+得到NiOOH沉淀，发生的反应为2Ni2+＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O，过滤、洗涤、干燥得到NiOOH固体。0.1 mol/L Na2CO3溶液中元素守恒为c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝c(Na＋)＝0.1 mol/L，电荷守恒为c(OH－)＋2c(CO)＋c(HCO)＝c(H＋)＋c(Na＋)，则c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)＝0.1 mol/L＋c(H2CO3)－c(CO)＜0.1 mol/L＋c(H2CO3)，A错误；pH＝11的NaClO溶液中＝＝3 000，即c(HClO)＜c(ClO－)，B错误；“调pH”得到的上层清液中浓度积Q[Fe(OH)3]＝c(Fe3+)·c3(OH－)＞Ksp[Fe(OH)3]，Q[Ni(OH)2]＝c(Ni2+)·c2(OH－)＜Ksp[Ni(OH)2]，则上层清液中＞＝＝1.25×10-28＞10-28，C正确；碱性条件下加入NaClO溶液氧化Ni2+得到NiOOH沉淀，反应为2Ni2+＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O，D错误。
13. C　当pAg＝0时，c(Ag＋)＝1 mol/L，c(CrO)＝Ksp(Ag2CrO4)，当pCrO4＝0时，c(CrO)＝1 mol/L，c2(Ag＋)＝Ksp(Ag2CrO4)，横、纵坐标轴交点的数字不同，故曲线①为Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线，A正确；平衡常数K＝＝＝10-5.2，B正确；当Cl－恰好沉淀完全时，CrO开始沉淀，此时满足＝＝＝10-7.7，当c(Cl－)＝10-5 mol/L时，c(CrO)＝＝＝10-2.3 mol/L，故理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.3 mol/L，C错误；沉淀溶解平衡曲线右上方的点均无沉淀生成，当c(Ag＋)相同时，满足有Ag2CrO4沉淀生成、无AgCl沉淀生成，滴定Br－接近终点时，改为半滴滴加AgNO3标准溶液，当滴定管尖嘴有液滴悬挂时，用锥形瓶瓶口内壁轻靠液体，为使这半滴液体流入锥形瓶，须使用洗瓶冲洗锥形瓶内壁，实验结果不会产生影响，D正确。
14. (1) 4.7～7.6　(2) 5　(3) 0.25　(4) 0.029　(5) 0.05　(6) 0.206
解析：(1) Al(OH)3的Ksp较大，依据Al(OH)3的Ksp进行计算，Al(OH)3沉淀完全时，c(OH－)＝＝ mol/L＝10-9.3 mol/L，pOH＝9.3，pH＝14－pOH＝4.7，Mn(OH)2开始沉淀时，c(OH－)＝＝mol/L＝10-6.4 mol/L，pOH＝6.4，pH＝14－pOH＝7.6，故需控制pH的范围为4.7～7.6。(2) c(OH－)＝＝ mol/L＝10-9 mol/L，pOH＝9，pH＝14－pOH＝5，故当c(Cr3+)<1×10-5 mol/L时，pH>5。(3) ＝，＝，c(Zn2+)＝0.25 mol/L。(4) ＝＝＝0.02，设参与反应的CO浓度为x mol/L，列三段式(单位：mol/L)：
　BaSO4＋CO BaCO3＋SO
起始：　　　　　 1.5　　　　　　 0
变化：　　　　　　 x　　　　　　　x
平衡： 　　　　 1.5－x　　　　　 　x
＝0.02，x≈0.029，故浸泡后溶液中SO浓度最高为0.029 mol/L。(5) 由图中交点坐标知，[Ag(SO3)2]3-＋SO [Ag(SO3)3]5-的平衡常数K＝＝＝＝2，设c{[Ag(SO3)3]5-}＝x mol/L，＝2，x＝0.05，则c{[Ag(SO3)3]5-}＝0.05 mol/L。(6) 沉淀完全后溶液中的c(NH)＝＝ mol/L＝3×10-3 mol/L，沉淀10 mL 0.2 mol/L KVO3需要的n(NH)＝0.2 mol/L×10×10-3 L＝2×10-3 mol，NH4Cl溶液最小浓度＝＋＝0.206 mol/L。

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